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新冠病毒-发现蛋白质合成方法

来自慕尼黑和乌尔姆的研究人员已经确定了大流行冠状病毒SARS-CoV-2是如何抑制受感染细胞中蛋白质的合成的,并证明它能有效地解除人体固有免疫系统的武装。

虽然其名称相对没有特异性,而且确实不透明,但由SARS-Cov-2冠状病毒编码的非结构蛋白1 (Nsp1),目前已被证明对宿主细胞具有破坏性影响。事实上,Nsp1是病毒用来确保自身在人类宿主中复制和繁殖的核心武器之一。Nsp1在近20年前SARS冠状病毒爆发后被确定为一种毒性因子,当时它被证明可以抑制被感染细胞的蛋白质合成。现在,来自慕尼黑路德维希马克西米利安大学和乌尔姆大学医院的研究人员发现了Nsp1如此强大的原因。在一篇发表在《科学》杂志上的论文中,他们详细描述了这种蛋白质的作用模式。

在所有的生物细胞中,合成蛋白质的任务是由称为核糖体的复杂分子机器来完成的。核糖体与信使rna (mRNAs)相互作用,作为蛋白质合成的蓝图,将每个mRNA的核苷酸序列翻译成相应蛋白质的氨基酸序列。氨基酸序列反过来决定了每个蛋白质的形状和生物学功能。核糖体由两个不同的亚基组成,Nsp1与较小的40亚基结合。在小亚基与60S亚基相互作用之前,mRNA首先与小亚基结合,形成空腔,然后mRNA通过空腔被穿入。

新的研究表明,Nsp1蛋白的一端与40S亚基相互作用的方式阻止了mRNA的结合。在高分辨率低温电子显微镜的帮助下,LMU基因中心的Roland Beckmann教授和他的同事展示了Nsp1如何紧密结合小核糖体亚基的特定口袋,并抑制功能性核糖体的形成的三维细节。进一步的实验表明,Nsp1还可以与完全组装的核糖体的特定构型相互作用。

此外,乌尔姆大学医院康斯坦丁·斯帕尔领导的研究小组发现,蛋白质合成的停止会导致人体抵御病毒的主要防线几乎完全崩溃。Nsp1通过抑制一个重要的信号级联来抑制先天免疫反应。这项研究的作者希望,获得的见解将使找到中和新型冠状病毒的方法成为可能,从而减轻它引起的呼吸系统疾病的严重程度。他们说,一种可能的方法是开发一种能掩盖病毒蛋白结合位点的分子。这应该是可行的,因为nsp1结合袋本身在核糖体功能中似乎没有必要的作用。

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